深孔爆破切顶卸压技术在马兰矿强动压工作面应用研究

为了降低18506回采对南八南九大巷造成的采动影响,采用围岩应力卸压和强制放顶两种技术相结合的深孔爆破切顶卸压技术,确定了顶板爆破高度、爆破裂隙扩展孔间距和初采炮孔位置,提出了初采强制放顶的具体炮孔方案。应用研究表明,深孔爆破切顶卸压技术的卸压效果显著,对18506工作面初采时强制放顶,使顶板及早充分冒落、对采空区起到充填支撑作用;工作面回采时高位覆岩进行断顶卸压,切断应力传播路径。同时有效减少回采动压对邻近巷道的影响,减少巷道维修量,节约了成本,保证了马兰矿的安全生产。     

千米埋深坚硬顶板沿空留巷技术研究

为解决深井高地应力和坚硬顶板长悬臂高附加应力叠加造成的沿空留巷维护困难的问题,以平煤十二矿己14-31010工作面为研究对象,分析制定了沿空留巷充填墙体构筑工艺流程,提出了以控制坚硬顶板结构为目的的预裂爆破主动卸压技术和沿空留巷围岩强化控制技术方案。对沿空留巷充填墙体构筑与维护过程控制效果监测结果表明:预裂爆破后采煤工作面顶板来压步距缩小10 m左右,工作面液压支架载荷下降约7 MPa,来压强度明显下降;通过巷内强化控制,沿空留巷稳定后巷道断面收缩率为34%,断面面积在10 m~2以上,保证了工作面正常通风和邻近层卸压瓦斯抽采的空间要求,深井高地应力坚硬顶板条件下进行沿空留巷得到成功应用。     

大浞河铁矿进路间距优化设计

基于回采巷道长、岩体稳固性差、变形坍塌严重、维护费用高的特点,通过调大进路间距,减弱应力相互影响,对巷道起到一定的维护作用。理论计算大浞河进路之间不产生应力叠加间距为13.4m;数值模拟进路间距不同情况下的应力相互作用,以单条巷道围岩应力为基准,对比分析出最佳进路间距为13m。最后根据对比分析长炮孔施工困难状况,确定回采巷道间距为13m。     

某矿2502采区冲击类型及其防治

2502采区250205上工作面回采5煤层,基本顶为坚硬稳定的粉砂岩,平均厚度12m左右;底板为胶结致密的中粗砂岩,平均厚度13m左右。其冲击特点是,工作面处于褶曲构造之中,回采初期处于向斜西翼,受到构造应力的强烈作用;中后期处于背斜轴部,构造应力影响明显减弱,顶板运动与冲击关系紧密。在冲击矿压发生后,巷道两帮没有鼓出,以底鼓为主,强烈冲击时伴有顶板下沉,但顶板没有断裂。冲击发生时震动剧烈,有震歪或压坏支柱和震断十字铰接顶梁现象。以此,可以确定该区域发生的冲击矿压为构造型(冲击型)冲击矿压为主的构造煤层型(冲击压力型)。对于此类冲击矿压,可采用煤体爆破卸压、煤岩体预注水和切顶爆破等3种措施解危。     

顶板煤层开采破坏特征及预裂爆破技术研究

针对上覆高位厚层砂岩顶板煤层开采问题,研究高位厚层砂岩顶板煤层开采破坏变形规律,通过数值模拟,分析工作面回采以及深孔预裂爆破间距80 m时煤层开采的弹-塑性区破坏特征及顶板应力演化规律,制定预裂爆破技术方案并分析控制效果。通过现场观测,结果表明：周期来压步距从深孔预裂爆破前28.1 m减少到25.9 m,支架工作阻力均值从爆破前25.21 MPa减少至25.68 MPa,卸压效果良好,保证工作面安全回采。     

深孔爆破在小煤柱巷道顶板控制中的应用

为保证深埋坚硬顶板厚煤层开采条件下小煤柱巷道稳定性，采用深孔爆破的方法对巷道顶板进行预卸压。通过小煤柱巷道顶板弧形三角块结构分析，确定顶板预断裂位置，在此基础上，根据现场地质及施工条件，首先分析确定深孔爆破单孔施工参数及装药参数，然后通过理论计算和现场爆破试验的方法，综合确定爆破孔间距为10 m,进而指导现场爆破方案设计。工程实践表明：工作面微震事件大多集中在回风巷一侧，未采取深孔爆破预卸压措施时，能量大于10⁴ J的微震事件释放能量占总能量的69%,采取措施后，工作面回采区域尤其是回风巷一侧顶板能量以小能量微震事件的形式有效释放，大能量微震事件明显减少；微震层析成像分析表明，断顶爆破作用致使煤岩体中高应力区域向深部转移，避免了对巷道及煤柱的直接影响；支架工作阻力监测得出，回风巷侧顶板来压周期较短且较稳定，来压步距平均为19.1 m,约为爆破孔间距的2倍，说明断顶爆破对顶板来压活动起到了一定的控制作用；由现场巷道变形观测得出，采取断顶爆破预卸压措施后，巷道两帮变形量及顶板下沉量较未采取措施时减少了78%和80%,未出现严重帮鼓和支护失效现象，巷道变形控制效果明显。     

近距离工作面跨空巷回采技术应用

沙坪煤矿为保证18201工作面跨空巷回采期间,空巷不会发生塌陷、断裂等情况,在工作面进入空巷前,采取顶板爆破卸压及深孔爆破断顶的技术方案。通过回采期间的矿压监测表明:爆破卸压方案取得了较好的效果,工作面安全通过空巷区域。     

综放工作面坚硬顶板弱化爆破防治冲击地压技术

为了防止综放工作面尾巷冲击地压的发生,基于忻州窑煤矿11号煤层综放工作面的赋存和开采技术条件,经研究确定对尾巷煤柱坚硬顶板实施弱化爆破卸压技术,并利用数值模拟分析得出了合理的爆破参数.结果表明:炮孔水平投影距离达到2/3煤柱宽度时,炮孔可至应力集中区域,爆破卸压效果较好;炮眼间距为6m时爆破裂隙能贯通,爆破效果优于间距8m;通过顶板弱化爆破技术使煤柱内的应力降低了60％,有效防止了8935综放工作面尾巷冲击地压的发生.     

综放工作面沿空留巷切顶卸压护巷技术研究

根据常村煤矿S5-16工作面巷道顶板条件,在井下实施沿空留巷切顶卸压护巷技术,爆破后使用窥视仪窥视措施孔,确定爆破效果及时优化爆破参数;最终确定了常村煤矿S5-16工作面切顶卸压参数为炮孔倾斜角度75°、炮孔直径50 mm,深度16 m、切顶长度4 m,封孔长度5 m、炮孔间距600 mm、装药量450 g/m时爆破效果最好,留巷后压力没有集中显现,围岩变形得到有效控制,对于其他煤矿综放工作面使用切顶卸压护巷技术具有一定的参考价值和借鉴意义。     

大倾角综放工作面爆破卸压后高应力区域的形成和处置

针对王家山煤矿47407大倾角特厚煤层综放工作面矿压动力显现危险预测区域内两道爆破卸压后,在该区域回采期间工作面中段(圆弧段)出现高压力显现的问题,通过对两道爆破前后工作面的压力分布进行现场观测,并基于弹塑性岩体理论对采场上覆煤岩层建立模型,根据UDEC数值模拟分析结果,得出工作面中段(圆弧段)上方存在的爆破卸压盲区是造成"高应力传递区域"的直接原因。基于此,在下口向外15 m处起对工作面中段顶部煤岩体实施了倒"八"字孔爆破卸压后,成功对高应力传递区域进行解危,阻断了高应力传递路径,此后在工作面两道爆破卸压后的矿压动力显现预测区域回采期间中段压力显现问题消失,确保了安全生产。     

极薄煤层跨采下伏大巷变形破坏规律研究

针对极薄煤层跨采下伏大巷变形破坏问题,采用地质雷达测定巷道松动圈和三维激光扫描仪监测巷道变形的研究方法,研究了大巷跨采条件下的松动圈大小及巷道变形规律。监测结果表明:大巷的剧烈变形并未发生在相应的工作面周围,而是落后工作面数十米的位置,其变形形式为巷道底板整体上鼓,最高达到287.4 mm;巷道两肩及巷顶未发生明显下沉破坏。大巷破坏原因为:受采动影响,大巷上覆岩层破坏导致大巷上部工作面采空区积水沿裂隙流入大巷周围,大巷围岩受水浸泡变软膨胀,同时,上部工作面的开挖使得巷道垂直方向应力获得释放,导致大巷底板向上抬升。鉴于跨采影响下导致巷道变形较大,对于类似情况建议将U型钢可伸缩支架的排距从1 m减小为0.8 m。     

近距离采空区下回采巷道锚网索支护技术

针对大埋深近距离下位煤层回采巷道小平距内错布置方式下高应力带来的大变形问题,以己16-17-31020工作面运输巷为例,分析了巷道控制原则与技术,采用数值模拟,分析了不同支护方式下巷道围岩应力及变形分布特征。研究得出,支护方案采用顶板间排距为1 200 mm×1 600 mm的22 mm×6 500 mm预应力锚索、顶板间排距为700 mm×800 mm的22 mm×2 600 mm高强预应力锚杆、两帮间排距为750 mm×800 mm的20 mm×2 400 mm高强预应力锚杆时,巷道围岩的变形程度最小。研究可有效解决大埋深近距离煤层的大变形问题,可为条件相似的矿井提供借鉴。     

西石门铁矿北区软弱破碎围岩巷道掘支技术

西石门铁矿北区开采时,需在蚀变闪长岩、矽卡岩等软弱、松散、破碎的围岩中掘进巷道,在这些巷道掘进过程中,常出现底板凹陷、设备运行不畅,掌子面冒落,巷道开口不易等问题。针对此类围岩,经过长期生产实践,西石门铁矿形成了一套切实可行的掘支技术。本文从设备和巷道断面确定、掘进爆破、支护方式及施工、施工组织等方面,对西石门铁矿北区软弱破碎围岩的掘支技术进行了总结和改进,供生产状况类似的矿山借鉴。     

木瓜矿近距离煤层采空区下巷道支护技术应用

针对木瓜煤矿近距离煤层采空区下巷道支护问题,本文以10-102工作面为工程背景,通过对巷道围岩应力测试和煤岩层可锚性分析,选定了巷道支护的相关参数,并通过借助FLAC3D软件对巷道开挖、支护后的巷道围岩应力、应变情况进行模拟,验证支护方式的合理性。对巷道掘进与工作面回采期间的巷道变形、锚杆锚索受力状况进行监测,结果表明,采用锚杆树脂加长锚固锚索网联合支护,可以满足近距离煤层采空区下巷道安全掘进和采煤工作面安全、高效回采的要求。     

锚杆支护参数设计方法研究

为了确保巷道围岩稳定,提高巷道掘进速度,以某矿301工作面回风巷为例,根据实际地质概况,分析了不同锚杆间排距、锚杆长度、锚杆直径和锚杆预应力下巷道围岩表面位移情况。研究得出了,锚杆间排距设置为800 mm,锚杆长度设置为2 200 mm,锚杆直径设置为20 mm,锚杆预应力设置为30 kN,此时巷道支护参数最优。研究为类似工程条件下巷道支护参数选择提供了借鉴。     

沿空动压巷道围岩稳定性数值模拟研究

为了对沿空动压巷道围岩稳定性进行研究,分析了静压作用下和动压作用下围岩失稳机理,采用FLAC3D数值模拟软件,根据工作面和巷道的力学参数,建立模型,研究了上区段巷道围岩稳定性变化情况、沿空巷道开挖后围岩稳定性分布情况以及不同回采位置处,下区段巷道围岩主应力、位移变化、塑性区分布情况。研究得出,围岩的位移和主应力变化均在可以控制的范围内,表明在邻近工作面的采动影响下,沿空动压巷道不会受到很大程度的影响,能够满足工作面回采的影响。     

巷道底鼓过程中能量转移规律及其控制研究

在深井煤矿巷道中,底鼓量往往占巷道顶底板移进量的一半以上.李村煤矿由于埋深较大受高地应力和回采工作面采动的影响,回采巷道底板出现严重底鼓现象,严重影响工作面正常生产.针对李村煤矿回采巷道严重底鼓现象,采用FLAC3D数值模拟软件对巷道围岩变形破坏特征及能量分布规律进行分析,并对巷道开挖后围岩能量转移特征展开了研究,分析...     

三心拱形巷道锚索超前支护研究及应用

针对回采工作面单体支柱超前支护存在支护强度不足、工人劳动强度大等问题,提出了采用超前锚索主动支护替代原有的单体支柱被动支护的技术方案,并针对协庄煤矿三心拱巷道建立了围岩变形预计模型,通过理论分析得到了巷道合理超前支承力为0.83 MN,而超前锚索支承力可达到1.52 MN,满足超前支护需要;确定了巷道超前支护技术参数为...     

综采工作面过空巷围岩稳定性的影响因素研究

为了研究不同因素对综采工作面过空巷时围岩稳定性的影响,采用ANSYS软件建立数值模型,分析不同埋深、不同采高、不同空巷宽度下的空巷顶板沉降、煤壁位移和煤柱切向应力的变化规律.研究结果表明:埋深增加对空巷顶板沉降、煤壁位移和煤柱应力都产生不利影响;采高增大对空巷顶板沉降和煤壁位移影响较小,对煤柱内应力分布影响较大;空巷宽...     

深孔爆破切顶对沿空留巷围岩稳定性影响的研究

为了在山西省南阳煤矿３２０７工作面顺利实施沿空留巷无煤柱开采,在靠近巷旁支护墙 的采空区侧进行超前深孔爆破预裂顶板,通过数值模拟计算和现场工业试验,进行了深孔爆破切 顶对沿空留巷围岩稳定性影响的研究。 以南阳煤矿３２０７工作面运输巷沿空留巷为背景,构建了 数值模拟计算模型,计算了留巷的顶、底板位移和墙体、煤帮的位移,分析了留巷围岩的应力分布 与变化。 数值计算表明,切顶后沿空留巷围岩应力和位移的减小幅度较大,围岩稳定性显著提 高。 现场工业试验研究表明,深孔爆破切顶能有效地消除悬臂梁顶板对留巷围岩的旋转挤压破 坏,有助于沿空留巷结构保持稳定和完整。